THEi師生研發快速測試 加快辨識樹木褐根病

2021-11-04 17:50
香港高等教育科技學院(THEi高科院)環境及設計學院環境學系副教授張浩博士(左)及THEi高科院園藝樹藝及園境管理(榮譽)理學士畢業生李佳鎮(右)進行研究,發現應用科技進行的快速檢測方法,可以縮短近半評估褐根病的時間。
香港高等教育科技學院(THEi高科院)環境及設計學院環境學系副教授張浩博士(左)及THEi高科院園藝樹藝及園境管理(榮譽)理學士畢業生李佳鎮(右)進行研究,發現應用科技進行的快速檢測方法,可以縮短近半評估褐根病的時間。

樹木和人一樣會生病,樹木的健康管理與生態環境及公眾安全息息相關。在天氣炎熱的地方,樹木的褐根病為常見疾病,其致病性強、傳染速度快的特徵使之稱為「樹木癌症」,受感染的樹木可在短時間內急速凋萎而倒塌,帶來安全隱患。為加快識別帶有褐根病菌的樹木,香港高等教育科技學院(THEi高科院)園藝樹藝及園境管理(榮譽)理學士課程的師生應用科技,研究不同的褐根病快速檢測方法,從而選取及優化更有效率的檢測方案,以縮短近半的評估時間,有助未來針對樹木疾病的防控管理。


「樹癌」可致樹木枯死 加快檢測有助評估及管理

褐根病活躍於亞熱帶地區炎熱潮濕的環境,由於現時沒有直接而有效治療褐根病的方法,為阻止病菌蔓延、確保安全,若發現樹木受感染,有關部門會盡快作出跟進或移除樹木;例如早前香港公園和動植物公園樹木因受病菌感染並存有倒塌風險,便須移除處理。

THEi高科院環境及設計學院副教授張浩博士(Allen)解釋,褐根病由常見的樹木腐朽菌「有害木層孔菌」引致,它被政府部門列為高風險級別的真菌。除了受感染的樹木會因染病而無法正常吸收水份及養料而於短時間枯死外,周遭的樹木也很容易被傳染。他說:「褐根病可透過根部接觸、泥土、孢子傳播等途徑散播,而且菌絲於泥土的存活時間可長達十年,難以徹底根除。」

傳統檢測褐根病的方式,除了目視評估外,普遍是將樹木樣本的菌絲分離純化,再以「聚合酶連鎖反應」擴增目標菌種核酸分子,檢測準確度高,但耗時長達四星期,過程須要大量專業人手以確保達到各檢測程序要求,令檢測方法難以廣泛應用。


應用分子生物學作快速檢測 檢測時間快約一倍

為發掘更靈活和便捷的檢測方式,路政署早前委託THEi高科院環境及設計學院環境學系進行相關研究。Allen帶領學生團隊以一年時間分別利用菌絲分離純化、專一性引子核酸定序(Species-Specific DNA Sequencing)、內部轉錄間隔區核酸定序(Internal Transcribed Spacer DNA Sequencing)和恆溫環狀擴增法(Loop-Mediated Isothermal Amplification, 簡稱LAMP)四種檢測方法,為香港斜坡樹木進行褐根病檢測,並分析箇中優劣。

研究結果初步顯示,LAMP屬較新穎的分子生物技術,具潛力作更普及應用。Allen指出,LAMP的應用技術在使用上門檻相對較低,由具備分子生物知識的實驗人員,將樹根或菌絲樣本加工,抽取帶核酸分子的液體放入指定的容器及試劑中,一旦試劑呈現出螢光顏色,即代表樣本存有褐根病病菌。

參與研究的THEi高科院園藝樹藝及園境管理(榮譽)理學士畢業生李佳鎮(Alex)指,採用LAMP進行初步快速檢測,準確率可望達85%以上,而且每次檢測平均只需四、五天,比起傳統菌絲分離純化方法較省時,有助提升檢測速度及效率。


應用科研經驗助日後事業發展 保育城市樹木

Alex自小被綠油油的樹木吸引,喜歡觀賞植物成長的過程,閒時以遊覽公園和種植盆栽為樂。入讀THEi高科院的園藝樹藝及園境管理課程後,他有機會接觸到更多關於植物的專業知識,包括自然保育學和植物病理學等,更有機會參與應用科研,他說:「分子生物學的發展日新月異,將它應用於專業研究更是大勢所趨。透過參與這次項目,能學習菌類分析研究方法,希望日後可以參與更多不同範疇的科研工作。我希望可以為保育城市、保護樹木,作出貢獻。」

Allen續指,上述研究採用新科技得出初步結果,並為本地樹木褐根病的快速測試作了一個全新嘗試。團隊希望未來能繼續提升檢測的準確度,優化檢測程序,把握防治褐根病的先機,加強護理樹木與環境。

資料來源:VVTC

將樣本基因加入指定的試劑後,如試劑呈現出螢光顏色,便代表樣本確診褐根病。
將樣本基因加入指定的試劑後,如試劑呈現出螢光顏色,便代表樣本確診褐根病。
褐根病可破壞樹木根部、腐蝕樹身,造成安全風險。為阻止病菌蔓延,能快速檢測並處理受感染的樹木至為重要。
褐根病可破壞樹木根部、腐蝕樹身,造成安全風險。為阻止病菌蔓延,能快速檢測並處理受感染的樹木至為重要。

褐根病可破壞樹木根部、腐蝕樹身,造成安全風險。為阻止病菌蔓延,能快速檢測並處理受感染的樹木至為重要。
褐根病可破壞樹木根部、腐蝕樹身,造成安全風險。為阻止病菌蔓延,能快速檢測並處理受感染的樹木至為重要。
褐根病可破壞樹木根部、腐蝕樹身,造成安全風險。為阻止病菌蔓延,能快速檢測並處理受感染的樹木至為重要。
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